无踏板运用下的钢琴演奏音色调控探究
——对频谱音乐和听觉心理的综合分析

浦佳锐

（苏州科技大学天平学院，江苏 苏州 215000）

钢琴演奏音色可以通用踏板进行调控是钢琴演奏界公认的事实，但在无踏板条件下钢琴演奏音色可否改变一直是钢琴界争论的话题。笔者认为双方争论不休的主要原因是由于在“音色”研究方向上的差异。目前学术界对于音色的研究方向主要有两种，第一种是基于声音频谱分析，主要关注基音和泛音的分布特性，试图从微观的角度入手分析静态频谱，这时的音色也称之为音品，即英文中的“Timber”；第二种是基于对声音的听觉心理感知，主要通过亮、暗、醇厚、轻巧等词语对音色进行感观上的比喻，试图从宏观上对音色进行定义，这里所说的音色更倾向于音感，即英文中的“Character”。然而无论是理智且微观的冰冷频谱图，还是感性且宏观的激情感受，都无法概括音色的全貌——音色的研究需要两方面共同推进。宏观感受是演奏时不必可少的检验和支持，微观分析可以帮助我们理解宏观感受的原因，从而进一步细微且理智的调整钢琴演奏中对音色的操控。

一、频谱分析下的钢琴音色

图1 钢琴中央C频谱图片 摘自《一个音引起的革命》肖武雄

现代的音乐声学通过频谱来研究钢琴音色，频谱就像指纹一样表明了音色的“身份”。人耳听的到器乐（声乐）声音是由基频音和它的N个泛音共同组成的复合音响，基频音的音高会决定主要音高，其他的泛音比例会影响其音色。每种乐器因其材质和辐射方式的不同，会导致基频音及其泛音比例不同，而频谱可以非常直观的反映其特征。据研究表明，每架钢琴声音的频谱有其唯一性和排它性，即每架钢琴有其特有的音色，钢琴不可能发出其他乐器或是人声的音色。所以在没有踏板参与的情况下，一次发声过后的钢琴音色无法进行二次调整，这也是诸多钢琴研究中提出“钢琴的音色是无法改变的”这一观点的主要原因。

从理论上来说，除了钢琴琴弦整体振动产生的最低的音——基音之外，琴弦二分之一、三分之一、四分之一……等各部分也会同时振动，并产生基音整数倍频率的谐波音高，即为第一泛音、第二泛音等。可在现实琴弦震动中，除了基音整数倍频率的谐波之外，在倍频周围还存在旁频、间频波，因此实际泛音会和理论泛音有一定的差距。虽然旁频、间频波的振幅相比起倍频的能量较小，但偶尔会出现本末倒置的现象，从而造成“谐波失真”。从对钢琴频谱分析的实验结果来看，靠近基音的低频谐波相对比较和谐，而远离基音的高频谐波会倾向失真，即钢琴具有“高频谐波失真”的特性。

从钢琴单音的波封特征来看，基音和泛音并非同时呈现和同时消失，会有一个时间差，因此每个音会随时间呈现“动态音色变化”。每一个音的“起奏”是由低频向高频呈现，虽然过程非常快速，但随着声音响度的持续增大会引起更多的高频泛音出现。在“衰减”过程中，高频会早于低频消失。在“保持”阶段，越是靠近基音的谐波会持续更长的时间。最后“释音”的过程中，如果制音器迅速止音，会有一个及其迅速的高频向低频进行消失，但如果制音器缓慢止音——例如极慢起键和起延音踏板的情况——会导致琴弦的震动受到抑制，但以触点为节点的部分会持续震动延留部分高频泛音，这种情况和小提琴或二胡的泛音演奏原理向类似。

图2 钢琴“动态变化音色”过程 摘自《一个音引起的革命》肖武雄

二、听觉心理下的钢琴音色

据生物物理学研究表明，听觉中枢神经中40%的细胞专门用来检测噪音，而其余60%的细胞对噪音“无动于衷”，只对乐音有感知。所以音乐家可以轻易听出音色的差异，但却无法像修理工一样通过机器运转的“噪声”鉴别出机器哪里出了问题。也正因如此，音乐家们可以集中注意力“心无旁骛”的演奏和欣赏音乐，然而一旦“噪声细胞”被受到干扰，便会影响对乐音的感知。虽然人体中枢神经中的“乐音细胞”无法像分析频谱一样清楚分析每个泛音以及它们是如何随着时间变化的，但毛细胞就像麦克风一样可以捕捉到所有的细微变化——高频泛音出现和消失的时刻、泛音维持的长短、各泛音的强度关系等——从而在宏观上造成音色的听觉感知变化。

一般来说，在基音相同的情况下，拥有越多高频泛音会使音色听起来越亮，反之则暗；而低频泛音越稳定会让人觉得音色“饱满”，反之则“空”。人脑甚至在接受到足够数量的泛音之后可以自动脑补出基音的存在，所以在基音分贝小于人耳可听阈值的情况下成为沉音时，依然可以根据遗留的泛音感受出基音的音高。

有过钢琴弹奏经验的人都会对于明显的“高频谐波失真”有一定经验，当钢琴发出巨大的响声时通常会伴随不和谐的“金属声”音色。其根本原因是由于在基音相同的情况下，响度增大会使更高频的谐波出现，而“高频谐波失真”会使音色严重扭曲，失去和谐之感。一些听觉比较灵敏或经过长年钢琴训练的人甚至可以感受到钢琴微小的“谐波失真”，例如真实钢琴声音和电脑和成钢琴音色有区别的主要原因就在于在旁频、间频波的差异，而内耳毛细胞对旁频、间频波的捕捉缺失会导致听觉中枢分析出“这不是一个真实的钢琴声音”的结果。

以一个音量为f的钢琴C1单音动态音色为例，从钢琴“起奏—衰减—保持—释音”的过程来看，虽然钢琴“起奏”是由低频向高频呈现，但由于非常迅速，且迅速产生大量泛音，所以人耳能立刻感受到明亮有力的音头；之后的“衰减”阶段由于“高频谐波失真”和部分高频逐渐消失的共同原因，在听觉上可以感受到一个“不协和区”，音色相对转“暗”；随着倾向失真的高频消失后，留下相对稳定的低频谐波和基音共同组成“保持”阶段，这时从听觉上感觉相对“和谐”，但音色会更“暗”；到最后的“释音”阶段，如果制音器迅速止音，听觉上音色会有一个自然的迅速变暗消失，但如果制音器缓慢止音会产生高频泛音延留，听觉上呈现出极亮的音色收尾过程。

从以上过程来看，一个钢琴单音的音色必然会经过从暗迅速变亮再衰减至暗的过程。然而为了避免大脑的信息过载，人耳有简化和整合的听知觉特点，且有时“起奏—衰减—保持—释音”的过程极为迅速。所以人脑在接受“动态音色的过程”中会进行一定的整合，把细微的音色动态变化整合成为一个相对综合的音色感受。人耳会本能的对音符消失前一刹那的音色有很高的辨识度，这是将“动态音色变化”转化为“综合音色”的主要模式。若“释音”在一个高泛音较多的亮音色上，意识会对“综合音色”给出“亮”的结论；若高泛音已经逐渐消失，而“释音”在一个比暗的音色上，意识会综合给出一个“较暗”音色的答案。

三、钢琴音色的调控

从钢琴频谱的分析来看，虽然钢琴音色有其“唯一性”，但是“高频谐波失真”和“动态音色变化”的物理特性使钢琴音色具有一定可调性。在此基础上结合人体听觉系统的细微捕捉和听觉中枢的高度整合，以及上人脑的无限想象力和移觉，钢琴音色的“可行性”也变得无穷丰富。于是“圆润”“清脆”“沉重”“浑厚”等大量的音色表现在钢琴上成为了可能。然而必须认清事实，这些对音色的形容并非真的改变钢琴的音品，而是在不同音区通过调整力度和音长来实现“模仿”各种音色的可能性。

影响钢琴音色的首要要素是音区。众所周知，钢琴每个音域有其特有音色特征，中高音区音色清亮，低音区醇厚，这是由于低音区的泛音中包含有高音区所没有的较低频率泛音音高，因此低音区相对饱满厚实，高音区清透单薄。从钢琴音色的“交响化”而言，最主要的模仿手段就是在某乐器特有的音区，通过调整音符连接法来“再现”其音色，因此在钢琴演绎中对音色的实现必须依赖每个音区的音色特征。沉闷、沉重、低沉、深沉、浑厚、醇厚、苍劲等音色适合于在钢琴低音区表现或需要有较强低音区的参与；丰满、饱满等音色需要钢琴中音区的主要支持和低音区的辅助；清脆、明亮、纤细等音色是钢琴高音区的特点，一但加入大量低音区的部分便会很难实现。

从钢琴音符的“起奏”中随着声音响度的持续增大会引起更多的高频泛音出现的特点可以推断出，钢琴音乐力度变化对钢琴音乐音色有一定的影响。因为在一次琴锤击打琴弦发声后随之附带的“动态音色变化”是不可调控的，即每个钢琴在特定空间传播具有音色的“唯一性”，所以音头的力度在很大程度上决定了音色。一般来说音量越大会导致越多“明显”的高频泛音产生，进而影响音色使其变“亮”。所以钢琴音色的响亮、洪亮即意味着声音有较强的力度支持，而柔和、暗淡则意味着需要控制力度让其在较弱的范围内进行。如果只是想让音色稍稍变亮一点，就需要在人耳意识不到的情况下进行很小的力度增加，反之亦然。在中高音区弹奏较强的力度通常都会有尖锐的音色感，如果力度过大便会产生刺激的尖厉音色，主要原因是“高频谐波失真”。

从“动态音色变化”来看，钢琴音符的音色与其音长有很大的联系。如果想要表现出较亮的音色但又不想改变其力度，最好的方法就是在高频泛音消失前制止此音发声，即让音长变短。如果想要展现一个圆润不尖锐的“较亮”音色，在不改变力度的情况下就需要让声音多发一会，让高泛音消失一些，留下较暗的“释音”结果中和之前较亮的“起奏”，即让音长变长。但是因为在每个音区、每个力度情况下产生高频泛音以及泛音消失的时间不同，加上音色瞬息万变，所以本文无法给出确定止音时间，必须依靠听觉对实际情况进行微调。

四、结语

从以上的分析来看，在没有踏板的参与下，虽然频谱显示钢琴音色有其唯一性和排它性，但从听知觉的角度来说，钢琴演奏音色的感知会受到音区、力度和音长的影响。本文并没有涉及很多触键和实际教学上的内容。一是因为篇幅有限，如果要对触键进行讨论必须从钢琴发音的物理原理入手，如此文章会产生过多重点导致文章重心混乱；二是因为很多观点刚产生不久，虽然在钢琴教学上有一定的运用并产生成效，但并未有足够时间在教学上进行反复试验，也未综合归纳出稳妥的教学手段和方法。

笔者在这里依然想强调稳定而丰富的内心音乐建立是乐器演奏教学中不可忽视的重要方面，如果演奏者没有一定的内心音乐为基础，以上很多的“钢琴音色调控”观点就如同空中楼阁；在练琴中追求一定的“条件反射”是实际演出的后盾和保证，但过度追求会导致无法根据听觉来对实际音色进行调整，而这是优秀舞台演出的精髓。希望本文中的些许观点会引发钢琴音乐同行们的思考，并期待各位在实际演奏和教学中能尝试其中的一些方法、手段和思路。